本發(fā)明涉及通信領域，尤其涉及一種通信終端定位方法，還涉及一種實現所述通信終端定位方法的系統(tǒng)。

背景技術：

目前Lora定位是指利用Lora節(jié)點測量到周邊的3個或多個Lora網關/基站的無線信號，計算出Lora節(jié)點地理位置的定位方法。其定位誤差和Lora基站的數量和分布相關，一般在5米至100米。由于受環(huán)境影響，Lora信號在傳輸過程中會發(fā)生反射、折射、多路徑傳輸等現象，在同一地點不同時刻，會測量到不同的Lora信號，Lora信號受環(huán)境影響具有較大的隨機性，在定位過程中，會發(fā)生定位結果的“跳動”現象，影響用戶體驗。

技術實現要素：

為解決現有技術中的問題，本發(fā)明提供一種通信終端定位方法，還提供一種實現所述通信終端定位方法的系統(tǒng)。

本發(fā)明通信終端定位方法，前提為所述通信終端和至少兩個已知坐標的基站和云服務中心網絡連接，本發(fā)明定位方法包括如下步驟：

A：基站發(fā)送帶參數標簽的數據到與之連接的通信終端和云服務中心；

B：通信終端接收到基站發(fā)送的帶參數標簽的數據后，加入自身信息后回傳給基站；

C：基站接收到通信終端發(fā)送的帶參數標簽的數據后，加入自身信息后轉發(fā)給云服務中心；

D：云服務中心通過三個或三個以上基站的帶同一通信終端的參數數據，根據基站的坐標計算出通信終端的坐標；

E：云服務中心將通信終端的坐標值發(fā)送給智能終端。

本發(fā)明作進一步改進，所述通信終端和基站之間通過Lora無線連接，所述通信終端為Lora節(jié)點，所述基站為Lora基站。

本發(fā)明作進一步改進，所述云服務中心包括單臺PC、單臺服務器、服務器群、私有云、混合云和公共云中的一種或多種，所述智能終端包括單臺PC、單臺服務器、手機和平板電腦中的一種或多種。

本發(fā)明作進一步改進，所述通信終端與所述智能終端設置在一個設備上，或者分別設置在不同設備上。

本發(fā)明作進一步改進，所述參數包括OID、發(fā)送時間和/或發(fā)射功率，所述基站加入自身的信息包括ID、三維位置、接收到的信號強度和/或接收時間。

本發(fā)明作進一步改進，當所述參數為時間時，所述云服務中心根據每個基站發(fā)送兩次數據的時間差，能夠確定所述通信終端位于以其中兩個基站為焦點的雙曲線上；所述云服務中心根據雙曲線方程計算所述通信終端的坐標。

本發(fā)明作進一步改進，當所述基站的數量為三個以上時，能夠建立多個雙曲線方程，多個雙曲線方程的交點即為所述通信終端的坐標值。

本發(fā)明作進一步改進，當所述參數為時間時，所述云服務中心能夠根據所述基站數據傳播時間和傳播速度，計算出所述通信終端與所述基站的距離，進而根據所述基站的坐標計算出所述通信終端的坐標值。

本發(fā)明作進一步改進，當所述參數為發(fā)射功率時，所述云服務中心能夠根據所述基站的發(fā)射功率，及所述通信終端的接收功率，計算所述發(fā)射功率的傳播損耗，然后根據信號傳播模型將傳播損耗轉化為距離，進而根據所述基站的坐標計算出所述通信終端的坐標值。

本發(fā)明還提供一種實現所述通信終端定位方法的系統(tǒng)，包括通信終端、確定坐標值的基站、云服務中心和智能終端，所述通信終端、基站和云服務中心之間網絡相連，所述基站用于分別向通信終端和云服務中心發(fā)送帶參數標簽的數據，并將通信終端返回的數據發(fā)送給云服務中心；所述通信終端用于收到基站發(fā)送的數據后，加入自身信息后轉發(fā)給基站；所述云服務中心用于基站發(fā)送的數據計算出所述通信終端的坐標值，并將坐標值發(fā)送給智能終端；所述智能終端用于接收云服務中心發(fā)送的坐標值并顯示。

本發(fā)明作進一步改進，所述通信終端和基站之間通過Lora無線連接，所述通信終端為Lora節(jié)點，所述基站為Lora基站，所述通信終端和基站通過有線或者無線與所述云服務中心網絡連接。

與現有技術相比，本發(fā)明的有益效果是：通信終端能夠確定自身的精確位置；還可以利用其他基站的信息來對位置進行微調修正。本發(fā)明通過基站與通信終端同時與云服務中心通信，并通過云服務中心進行計算，對基站和通信終端的系統(tǒng)沒有任何要求，不會占用基站和通信終端的系統(tǒng)資源，并能夠快速實現通信終端的定位，不需要GPS信號，降低了維護成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明系統(tǒng)結構示意圖；

圖2為本發(fā)明方法流程圖。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明做進一步詳細說明。

如圖1所示，本發(fā)明定位系統(tǒng)包括設有Lora節(jié)點的通信終端D(簡稱Lora節(jié)點D)、與通信終端D通過Lora相連的3個以上確定坐標值的Lora基站、云服務中心和智能終端，本例為三個，分別為Lora基站A、Lora基站B、Lora基站C，各個Lora基站和智能終端分別通過網絡與云服務中心相連，所述Lora基站A、Lora基站B、Lora基站C分別用于分別向通信終端和云服務中心發(fā)送帶參數標簽的數據，并將通信終端返回的數據發(fā)送給云服務中心；所述Lora節(jié)點用于收到基站發(fā)送的數據后，加入自身信息后轉發(fā)給基站；所述云服務中心用于根據Lora基站兩次發(fā)送的數據計算出所述Lora節(jié)點也就是通信終端的坐標值，所述智能終端用于接收云服務中心發(fā)送的坐標值并顯示。

本例的Lora基站已經通過GPS或者北斗確定坐標值。本例的Lora節(jié)點D和Lora基站之間通過Lora無線連接，所述Lora為低功耗廣域網的一種，是物理層或無線調制用于建立長距離通信鏈路，Lora技術具有遠距離、低功耗、多節(jié)點、低成本的特點，因此，本發(fā)明適用范圍更廣，成本更低。當然，本例的通信終端和基站也適用于其他無線或者有線網絡，比如以太網、WIFI、Zigbee組網等。

本例的云服務中心可以為單臺PC、單臺服務器、服務器群、私有云、混合云或公共云等等中的一種或多種。本例的智能終端包括單臺PC、單臺服務器、手機和平板電腦中的一種或多種。本例的通信終端與所述智能終端設置在一個設備上，或者分別設置在不同設備上。比如，當所述Lora節(jié)點為帶顯示屏的智能設備時，所述Lora節(jié)點和所述智能終端可以為一個設備，用于室內等場所對所述智能設備的定位。當所述Lora節(jié)點為橋梁檢測設備、山體檢測設備時，為了盡可能的延長其使用期限，需要盡可能的功耗低，因此，只需要其具有收發(fā)信號功能，可以將用于顯示坐標功能設置在與其通信的監(jiān)控終端上，由于超低功耗，每個Lora節(jié)點能夠使用幾年甚至十幾年。

如圖2所示，本發(fā)明通信終端定位方法包括如下步驟：

A：基站發(fā)送帶參數標簽的數據到與之連接的通信終端和云服務器；

B：通信終端接收到基站發(fā)送的帶參數標簽的數據后，加入自身信息后回傳給基站；

C：基站接收到通信終端發(fā)送的帶參數標簽的數據后，加入自身信息后轉發(fā)給云服務中心；

D：云服務中心通過三個或三個以上基站的帶同一通信終端的參數數據，根據基站的坐標計算出通信終端的坐標；

E：云服務中心將通信終端的坐標值發(fā)送給智能終端。

在步驟A和步驟B中，所述參數包括OID(即對象標識符，是為找到區(qū)分整體中的對象而添加的標記)、發(fā)送時間和/或發(fā)射功率，所述基站加入自身的信息包括ID、三維位置、接收到的信號強度和/或接收時間。

作為本發(fā)明的一個實施例，所述Lora基站A、B、C上帶有GPS或北斗模塊，可以實時獲得衛(wèi)星的時間。所述Lora基站A、B、C分別發(fā)送帶OID、時間標簽(年月日小時分鐘秒毫秒)的數據(定位數據)到云服務中心和需要定位的Lora節(jié)點，所述需要定位的Lora節(jié)點收到定位數據后，加入自身的ID后分別回傳給Lora基站A、B、C，所述Lora基站A、B、C收到數據后加入接收時間標簽后立即轉發(fā)到云服務中心，云服務中心根據Lora基站A、B、C兩次發(fā)送數據的時間差，則可以確定通信終端位于以這兩個基站為焦點的雙曲線上。有三個以上的基站,則可以建立起多個雙曲線方程。

具體地，本例需定位的Lora節(jié)點D坐標為(x,y，z),Lora基站A、B、C的坐標分別為(x₁,y₁,z₁)，(x₂,y₂,z₂)，(x₃,y₃,z₃)節(jié)點D到Lora基站A、B、C的距離分別為d_a,d_b,d_c。在XY平面上，根據雙曲線的幾何關系可以得到以下的關系式：

Lora節(jié)點D到各基站的距離差為：

其中，i＝a,b,c。

求解上述二元方程組就可以得到兩個解，即雙曲線的兩個交點，其中一個為Lora節(jié)點D的坐標，而另一個則需要通過一定的Lora基站A、B、C的坐標及與節(jié)點的距離等來進行排除。

同理在XZ平面和YZ平面上，也可以通過一樣的方法來得到Lora節(jié)點D的坐標，三個方程得出的值兩兩重合的x,y，z即為所述Lora節(jié)點D的坐標。

當所述基站數量為三個以上時，能夠建立多個雙曲線方程，可以對根據三個基站的坐標計算出來的Lora節(jié)點D的坐標值進行修正。

作為本發(fā)明的第二個實施例，Lora基站A、B、C發(fā)送帶時間參數的數據到云服務中心和需定位的Lora節(jié)點，Lora節(jié)點收到數據后立即回傳給Lora基站A、B、C，所述Lora基站A、B、C加入收到時間參數后上傳給云服務中心，云服務中心計算Lora基站A、B、C分別到Lora節(jié)點的數據傳播時間，根據信號的傳播傳播速度和傳播時間來計算Lora基站A、B、C分別到Lora節(jié)點間的距離，就可以獲取如圖1所示中的d_a,d_b,d_c值。

由于Lora基站A、B、C由于帶有北斗模塊或GPS模塊，所以Lora基站A、B、C的坐標(X_a，Y_a，Z_a)，(X_b，Y_b，Z_b)，(X_c，Y_c，Z_c)為已知。設定需定位Lora節(jié)點D的坐標為(X，Y，Z)，云服務中心通過測量Lora節(jié)點到第i個Lora基站的時間T_i，將其換算為通信終端與Lora基站的距離d(T*i)，i表示第i個Lora基站，通信終端在獲知三個以上的Lora基站的三維坐標，并分別計算出通信終端與這三個Lora基站的距離以后，通過公式：(d(T*i))²＝(X_i-X)²+(Y_i-Y)²+(Z_i-Z)²，就可以計算出節(jié)點D的坐標。從而達到定位的目的。

作為本發(fā)明的第三個實施例，Lora基站A、B、C分別發(fā)送帶發(fā)射功率的數據，所述Lora節(jié)點接收到數據后，加入接收功率，然后分別轉發(fā)給對應的Lora基站A、B、C，所述Lora基站A、B、C將發(fā)送功率數據和接收功率數據分別上傳給云服務中心，云服務中心根據發(fā)送功率和接收功率計算傳播損耗，使用理論或經驗的信號傳播模型將傳播損耗轉化為距離，則可以獲取如圖1所示中的d_a,d_b,d_c值，而Lora基站A、B、C由于帶有北斗模塊或GPS模塊，所以Lora基站A、B、C的坐標(X_a，Y_a，Z_a)，(X_b，Y_b，Z_b)，(X_c，Y_c，Z_c)為已知。設定需定位Lora節(jié)點D的坐標為(X，Y，Z)，通過測量到第i個Lora基站的信號強度Ri和獲知通信終端的標準信號強度R*i后，將其換算為通信終端與Lora基站的距離d(R*i，R_i)，i表示第i個Lora基站，在獲知三個以上的Lora基站的三維坐標，并分別計算出通信終端與這三個Lora基站的距離以后，通過公式：(d(R*i，R_i))²＝(X_i-X)²+(Y_i-Y)²+(Z_i-Z)²，就可以計算出節(jié)點D的坐標。從而達到定位的目的。

本發(fā)明通信終端需要三個以上基站進行定位，其中三個為基礎定位，其他基站可以對定位信息進行微調修正，以便定位更加精確。

本發(fā)明通信終端在無GPS等定位模塊的前提下能夠確定自身的精確位置；利用其他基站的信息來對位置進行微調修正。本發(fā)明通過基站與通信終端同時與云服務中心通信，并通過云服務中心進行計算，對基站和通信終端的系統(tǒng)沒有任何要求，不會占用基站和通信終端的系統(tǒng)資源，并能夠快速實現通信終端的定位，不需要GPS信號，降低了維護成本。

以上所述之具體實施方式為本發(fā)明的較佳實施方式，并非以此限定本發(fā)明的具體實施范圍，本發(fā)明的范圍包括并不限于本具體實施方式，凡依照本發(fā)明所作的等效變化均在本發(fā)明的保護范圍內。